不銹鋼有許多分類方法,如按化學成分分類,按功能特點分類,按金相組織和熱處理特征分類等。從熱處理生產工藝考慮,按金相組織和熱處理特征分類更具有實際意義。這也是常見的分類方法。在我國的相關標準中,如GB 1220《不銹鋼棒》、GB 2100《不銹耐酸鋼技術條件》,均是按這種方法分類的。其中,沉淀硬化不(bu)銹鋼的分類還考慮了熱處理特征。所謂按金相組織分類,就是指把鋼加熱到某一高溫溫度后快速冷卻到室溫所能獲得的金相組織種類。


 不銹鋼(gang)按金相組織和熱處理特征分類,基本上可分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、沉淀硬化型、鐵素體-奧氏體型(即本書中的雙相(xiang)不銹(xiu)鋼)等五種類型。這里需要說明的是:有些不銹鋼,如1Cr13,加熱快冷后的金相組織是在馬氏體基體上含有少量鐵素體;9Cr18加熱并快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量碳化物;0Cr13Ni4Mo加熱快冷后,金相組織是在馬氏體基體上含有少量奧氏體;ZG1Cr18Ni9 加熱快冷后的金相組織是在奧氏體基體上含有少量鐵素體等,本書對它們都是以所獲得的基體組織為準分別歸屬馬氏體(ti)不銹鋼奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼,而不在雙相不銹鋼范圍之內,本書中的雙相不銹鋼特指高溫加熱后快速冷卻到室溫,同時獲得鐵素體和奧氏體兩相組織的不銹鋼,且其中一相含量不低于25%。


 這(zhe)五類(lei)不銹鋼在成分,金(jin)相(xiang)組織,耐腐蝕性,可達到的力學性能(neng)及熱處理方(fang)式等方(fang)面各有不同。


1. 鐵素體不銹鋼


鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)中的(de)主要合金元(yuan)素(su)(su)(su)是鉻,當(dang)鋼(gang)中含(han)有(you)大于12%的(de)鉻,再含(han)有(you)其他(ta)穩定鐵素(su)(su)(su)體的(de)元(yuan)素(su)(su)(su)時(shi),則鋼(gang)中的(de)組(zu)織(zhi)結(jie)構基(ji)本上(shang)是鐵素(su)(su)(su)體,在室溫下的(de)組(zu)織(zhi)也是鐵素(su)(su)(su)體。


鐵素體不銹鋼的(de)(de)(de)組織決定了其具有不太高的(de)(de)(de)強度,而且不能通過熱處(chu)理方(fang)法強化(hua),該鋼種(zhong)有一定的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing),但脆(cui)性(xing)(xing)較大。鐵素體不銹鋼對(dui)硝酸等(deng)氧化(hua)性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)有良好的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)。且隨著鉻含量的(de)(de)(de)增(zeng)加,其抗(kang)氧化(hua)性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)能力(li)也增(zeng)加。在還原性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)較差。在含氯化(hua)物介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)有良好的(de)(de)(de)抗(kang)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂能力(li)。


2. 馬氏體不銹鋼


馬氏體不銹(xiu)鋼主(zhu)要含(han)12%~18%的鉻(ge)元素,并依據(ju)使用條件要求調整其(qi)含(han)碳量(liang),一(yi)般在0.1%~0.4%,對于做工具使用時,含(han)碳量(liang)可達0.8%~1.0%.有的還根據(ju)需要加入一(yi)定量(liang)的鎳、鉬等合(he)金元素。


馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼在加熱(re)時(shi)可以發(fa)生相變,因此,可以通過熱(re)處理方法在很大范圍內調整其力學(xue)性能,這(zhe)使馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼可以用于(yu)制(zhi)造有較高強度要求的(de)零部件。


馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼在無(wu)機(ji)酸(suan)、有(you)機(ji)酸(suan)及有(you)機(ji)酸(suan)鹽(yan)(yan)中(zhong)有(you)較好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。在硫(liu)酸(suan)、鹽(yan)(yan)酸(suan)、熱硝酸(suan)中(zhong)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)能(neng)力差(cha)。


3. 奧氏體不銹鋼


奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)都含(han)有(you)較高(gao)的(de)鉻,一般大(da)于18%,含(han)有(you)8%左右的(de)鎳(nie),有(you)的(de)以錳(Mn)取代部(bu)分鎳(nie),為(wei)進一步提(ti)高(gao)耐腐蝕性(xing),有(you)的(de)還加入鉬、銅、硅(gui)(Si)、鈦(Ti)、鈮(Nb)等(deng)合金元素(su)。奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)相(xiang)似,加熱時不(bu)(bu)(bu)發(fa)生相(xiang)變,不(bu)(bu)(bu)能通(tong)過熱處理方法強化力學(xue)性(xing)能,其強度較低,塑(su)性(xing)、韌性(xing)較高(gao)。


奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能比(bi)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)好,鉻(ge)-鎳奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)對氧化性(xing)(xing)介質耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),含(han)(han)鉬、銅、硅的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在硫(liu)酸中有更好的(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)。含(han)(han)穩(wen)定化元(yuan)素鈦(tai)或鈮的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有良好的(de)抗晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。提高奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中鉻(ge)、鉬、鎳、氮元(yuan)素,可(ke)提高抗點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。


4. 沉(chen)淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼


沉淀硬化不銹鋼的特(te)點是(shi),在成分(fen)中除含有鉻、鎳元(yuan)(yuan)素外,還含有可以在熱(re)處理時能形成沉淀析出相的銅、鋁(Al)、鈦、鈮、鉬(mu)等元(yuan)(yuan)素,并以此(ci)使鋼得(de)到(dao)強化。


沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)可以(yi)通(tong)過(guo)熱(re)處理方(fang)法調整力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。所以(yi),沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹鋼(gang)既彌(mi)補了馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)較差的不(bu)足,又彌(mi)補了奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)熱(re)處理方(fang)法強(qiang)化(hua)的不(bu)足,使其既保證(zheng)機械性(xing)(xing)能(neng)有較大的調節空間(jian),又具有較好(hao)的耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能(neng),越來越得到重視(shi)。


5. 雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(鐵(tie)素體(ti)-奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼)


 雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼一般含(han)有17%~30%的鉻和3%~13%的鎳,另外,還加入鉬、銅、鈮、氮等元素(su)。另一個特點(dian)是(shi)將(jiang)含(han)碳量控制(zhi)得很低。依(yi)據(ju)成分不(bu)同,有的以鐵(tie)素(su)體為(wei)主,有的以奧氏(shi)體為(wei)主,構成鐵(tie)素(su)體和奧氏(shi)體兩相(xiang)共存的組織(zhi)狀態(tai)。


雙相不銹鋼(gang)采用(yong)正確(que)的固溶處理后,因為含(han)有強化元素,使其具有比奧氏體不銹鋼(gang)稍高的機械性能。


雙相不銹鋼中因含有較(jiao)高(gao)量的鉻及其他多種對耐(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)有效的合金元素,所以,耐(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能好,特別是(shi)耐(nai)點(dian)腐蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)及耐(nai)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂性(xing)(xing)能好。雙相不銹鋼雖然(ran)出現(xian)得較(jiao)晚,但已(yi)經受到(dao)重視(shi),應用于各個方面。